近日，我司科學(xué)家張道洪教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)張宏俊教授、澳大利亞墨爾本大學(xué)苗孟河教授等在構(gòu)筑高強(qiáng)高韌可降解超支化環(huán)氧樹(shù)脂及其增強(qiáng)增韌機(jī)理方面取得新的研究進(jìn)展，研究成果以“Ultra-Strong and High-Tough Thermoset Epoxy Resins from Hyperbranched Topological Structure and Subnanoscaled Free Volume”為題發(fā)表于國(guó)際期刊《Advanced Materials》(Doi: 10.1002/adma.202308434)。本研究成果從亞納米維度揭示超支化環(huán)氧樹(shù)脂增強(qiáng)增韌機(jī)理，揭示了自由體積尺寸及分布對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂強(qiáng)度和韌性協(xié)同提高機(jī)制。
本工作中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用點(diǎn)擊化學(xué)技術(shù)將酰亞胺結(jié)構(gòu)引入環(huán)氧樹(shù)脂中，制備了一系列拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可控的超支化聚酰亞胺環(huán)氧樹(shù)脂(Bn)，進(jìn)一步將其引入復(fù)合商業(yè)化通用環(huán)氧樹(shù)脂(DGEBA)中。研究發(fā)現(xiàn)，聚酰亞胺結(jié)構(gòu)的引入可顯著提升環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)械性能和熱性能，其中具有中等支化度和中等含量的Bn/DGEBA共聚物展現(xiàn)出了的力學(xué)性能。
通過(guò)正電子湮沒(méi)壽命譜學(xué)(PALS)詳細(xì)研究了共聚物亞納米級(jí)自由體積尺寸與分布對(duì)宏觀機(jī)械性能的影響規(guī)律，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著自由體積分?jǐn)?shù)、自由體積孔尺寸和孔平均尺寸分布的降低，共聚物的強(qiáng)度和韌性呈現(xiàn)出了先增加后降低的變化趨勢(shì)。在此基礎(chǔ)上，研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了Bn與DGEBA的均相分子互穿增強(qiáng)增韌，認(rèn)為“橢球形結(jié)構(gòu)”的超支化聚合物具有較好的流動(dòng)性和相容性，可以與線形的DGEBA鏈形成分子互穿，填充原有DGEBA鏈間的孔隙，實(shí)現(xiàn)自由體積孔尺寸的降低和致密化，從而協(xié)同提升樹(shù)脂的強(qiáng)度和韌性。此外，該環(huán)氧樹(shù)脂還展現(xiàn)出了相對(duì)溫和的降解條件和較高的單體回收產(chǎn)率。
未來(lái)，我司將繼續(xù)深耕超支化聚合物領(lǐng)域，堅(jiān)守“科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力”的信念，為中國(guó)超支化聚合物新材料的創(chuàng)新、環(huán)境友好節(jié)能高分子材料的可持續(xù)健康發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
※小知識(shí)：《Advanced Materials》是工程與計(jì)算大學(xué)科、材料與化學(xué)大領(lǐng)域的期刊，在國(guó)際材料領(lǐng)域科研界上享譽(yù)盛名。該雜志接收與材料領(lǐng)域相關(guān)的科研成果，其接收率只有10%-15%，在此雜志上發(fā)表的文章含金量。
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